企業(yè)組織演化的多主體建模與仿真

時振濤，曾建潮

（1.蘭州理工大學(xué)電信工程學(xué)院，蘭州 730050；2.太原科技大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)與計算智能實(shí)驗室，太原 030024）

企業(yè)組織演化的多主體建模與仿真

時振濤1，2，曾建潮2

（1.蘭州理工大學(xué)電信工程學(xué)院，蘭州 730050；2.太原科技大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)與計算智能實(shí)驗室，太原 030024）

為了探索企業(yè)成員和需求資源等大量微觀主體之間的非線性作用對宏觀企業(yè)組織生長演化過程的影響，從復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的角度分析企業(yè)組織生長演化的復(fù)雜適應(yīng)性特征，運(yùn)用多主體建模方法，以個體行為為切入點(diǎn)，構(gòu)造企業(yè)組織演化的多主體模型，并利用SWARM平臺模擬在動態(tài)環(huán)境下企業(yè)組織的形成、生長和發(fā)展等過程，探討了行為個體、需求資源和企業(yè)組織的相互作用和相互影響。實(shí)驗結(jié)果表明正是微觀個體的主動性和適應(yīng)性導(dǎo)致了企業(yè)組織的形成、繁榮、衰落等復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的現(xiàn)象，也進(jìn)一步說明應(yīng)用基于主體的建模方法研究企業(yè)組織這個復(fù)雜系統(tǒng)對提高企業(yè)組織的適應(yīng)性和競爭力有實(shí)際意義上的指導(dǎo)作用。

復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論；企業(yè)組織演化；多主體模型；行為個體

0 引言

企業(yè)組織是一個由自然、經(jīng)濟(jì)、社會、政治復(fù)合而成的適應(yīng)性主體，它從形成、成長、繁榮到衰退、滅亡，經(jīng)歷著一個復(fù)雜多變的發(fā)展演化過程。由于企業(yè)組織自身具有的特性以及所處環(huán)境的不確定性，導(dǎo)致企業(yè)組織具有復(fù)雜性。其復(fù)雜性主要表現(xiàn)在企業(yè)組織成員之間的非線性交互行為：企業(yè)組織系統(tǒng)中的每個個體的行為都不是獨(dú)立的，而是相互影響的，系統(tǒng)中的成員能夠通過與其他成員以及周圍環(huán)境之間的交互作用，調(diào)整自身的結(jié)構(gòu)和行為，從而適應(yīng)企業(yè)組織系統(tǒng)的變化，這正是復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（Complexity Adaptive System，CAS）中的自我學(xué)習(xí)和自我組織的特點(diǎn)［1］，成員間的非線性交互作用導(dǎo)致了企業(yè)組織在整體層面上“涌現(xiàn)”出與行為個體自身行為或目標(biāo)不同的行為和目標(biāo)，已有的研究表明，基于主體的建模（Agent Based Modeling，ABM）技術(shù)正是研究這種非線性關(guān)系的有效方法［2］。

ABM方法集成了復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、人工生命以及分布式人工智能等各種技術(shù)和方法，采用自下而上的模型策略，在計算機(jī)中模擬一些獨(dú)立存在的單個個體和群體，通過個體間的交互行為，觀察和分析微觀個體對宏觀整體的影響，ABM方法中的“Agent”常指代所研究的個體對象，在活動中有智能性和主動性［3］。最早應(yīng)用ABM思想的是Thomas C.Shelling的種族隔離模型［4］。他利用多主體對種族隔離問題進(jìn)行了分析，研究表明種族隔離是一種社會自組織的結(jié)果，與種族主義之間不存在必然的聯(lián)系。之后，ABM方法的應(yīng)用越來越廣泛［5-8］，其中較著名的模型有：Robert Axelrod建立的合作行為博弈模型［9］，他通過創(chuàng)建主體進(jìn)行 “囚徒困境”的博弈，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“Tit for Tat”是合作的最優(yōu)策略；Epstein和Axtell創(chuàng)建的“糖域（Sugarscape）”模型，利用ABM方法探討和分析社會問題和現(xiàn)象，并引入了“人工社會”的概念［10］；Arthur和Holland合作的人工股市模型 （Artificial Stock Model，ASM）中的Agent之間是一種既有競爭又有合作的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系，可以通過歷史信息不斷地自我學(xué)習(xí)，修改自身對股價走勢的預(yù)測［11］；美國Sandia國家試驗室開發(fā)的基于Agent的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)模型——ASPEN模型，模擬了公司、住戶和政府等各種Agent，并成功地應(yīng)用于美國宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和過渡經(jīng)濟(jì)的研究中［12］；還有，2009年諾貝爾獎得主Elinor Ostrom和其他研究者共同建立了一個基于主體建模的有關(guān)公共資源的分析模型［13］。已有研究都說明ABM方法日益受到研究者的重視，成為分析和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的重要手段，國內(nèi)也有很多學(xué)者將ABM方法應(yīng)用到社會和經(jīng)濟(jì)科學(xué)領(lǐng)域［14-17］。

本文以組織行為學(xué)理論為理論背景，將企業(yè)組織作為一個復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，從CAS的角度分析企業(yè)組織演化的復(fù)雜適應(yīng)性特征，研究企業(yè)組織的演化過程和行為個體的行為對企業(yè)發(fā)展的影響與制約，運(yùn)用多主體建模的方法構(gòu)造企業(yè)組織演化的多主體模型，建立企業(yè)成員行為的數(shù)學(xué)模型。并借助SWARM平臺模擬不確定環(huán)境下企業(yè)組織中行為個體的復(fù)雜適應(yīng)性行為，觀察微觀行為個體如何適應(yīng)環(huán)境的變化，以及由此導(dǎo)致的企業(yè)組織在演化過程中所發(fā)生的變化和特征。分析行為個體、企業(yè)組織和環(huán)境之間的相互聯(lián)系和相互作用，以及作為人力資源的行為個體對企業(yè)發(fā)展的影響。研究結(jié)果說明，只有將企業(yè)組織作為復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)，將企業(yè)組織的整體特點(diǎn)看作行為個體適應(yīng)性行為涌現(xiàn)出來的性質(zhì)，采用復(fù)雜的、系統(tǒng)的觀點(diǎn)，才能正確地把握行為個體、企業(yè)組織和環(huán)境之間的關(guān)系，找出影響企業(yè)組織生存和發(fā)展的關(guān)鍵因素。從而深入地認(rèn)識企業(yè)組織的本質(zhì)及其發(fā)展變化規(guī)律，提高企業(yè)組織對不確定性環(huán)境的適應(yīng)力。

1 企業(yè)組織演化的多主體模型

企業(yè)組織系統(tǒng)是一個典型的復(fù)雜系統(tǒng)，企業(yè)要生存、發(fā)展與演化，必須提高自身的適應(yīng)性。French曾指出正是個體和組織之間、組織與環(huán)境之間的相互聯(lián)系和相互作用導(dǎo)致了企業(yè)組織的發(fā)展，要關(guān)注企業(yè)組織的變化必須將企業(yè)組織視為復(fù)雜系統(tǒng)［18］?？梢赃@樣說，企業(yè)組織系統(tǒng)是一個為了在環(huán)境中生存，并追求一定的目標(biāo)而不斷適應(yīng)環(huán)境的、開放的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)［19-20］，具有CAS的基本特征。

CAS最基本的特征是具有適應(yīng)能力和主動性的個體，這種個體在與環(huán)境的交互作用中遵循一般的刺激——反應(yīng)模型［21］。企業(yè)組織這個CAS是由企業(yè)成員組成的，企業(yè)成員是企業(yè)組織的行為個體，也是適應(yīng)性主體。行為個體之間存在著并發(fā)性和主動性，他們對環(huán)境中的刺激會做出各種反應(yīng)，隨時改變其行為和決策，進(jìn)而改變企業(yè)組織的行為。企業(yè)組織與環(huán)境則是一種嵌入式關(guān)系，這種關(guān)系使得企業(yè)組織對環(huán)境具有很強(qiáng)的依賴性。行為個體在不斷變化的環(huán)境下，搜尋自己所需的資源，同時調(diào)整自身狀態(tài)以適應(yīng)新環(huán)境，這種搜尋行為，能夠增強(qiáng)行為個體和企業(yè)組織的適應(yīng)性和競爭力。企業(yè)組織系統(tǒng)就是在行為個體不斷的搜索、選擇與改進(jìn)中實(shí)現(xiàn)持續(xù)演化?；诖?，結(jié)合CAS理論中的刺激反應(yīng)模型建立了群體行為演化的基本模型，該模型選擇企業(yè)組織中的群體行為作為切入點(diǎn)，從微觀個體的局部活動及其演變出發(fā)，制定相應(yīng)的規(guī)則庫，讓許多主體之間相互作用并演化，自下而上地“涌現(xiàn)”出企業(yè)組織中群體的復(fù)雜行為，初步模擬了企業(yè)組織的形成、成長、繁榮及衰落等復(fù)雜現(xiàn)象。它主要包括3部分：構(gòu)成企業(yè)組織的成員主體、企業(yè)組織賴以生存的環(huán)境和行為規(guī)則［22］。其中，成員主體具有自己的屬性狀態(tài)和行為規(guī)則，可以和其他成員主體、資源主體進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交流；環(huán)境是成員主體和企業(yè)組織賴以生存的空間，環(huán)境中有成員主體所需要的資源；行為規(guī)則是企業(yè)組織系統(tǒng)中成員主體之間以及成員主體與環(huán)境之間進(jìn)行交互活動的準(zhǔn)則。實(shí)驗結(jié)果說明在特定的條件下，讓一個企業(yè)系統(tǒng)中相互作用的行為個體在看似混沌無序的狀態(tài)下進(jìn)行自組織，產(chǎn)生的并不一定是無序，而很可能是潛在的創(chuàng)造性輸出［23］。

這個模型實(shí)現(xiàn)了企業(yè)組織的基本演化過程，但在仿真過程中，簡化了許多問題，如員工的需求與行為之間的關(guān)系，雖然不影響模型的方法和正確性，但相對于現(xiàn)實(shí)情形還是有很大差距的。為此，本文對其進(jìn)行了改進(jìn)：環(huán)境中增加了資源的種類，不再是單一的資源，而是3種資源，分別代表成員和企業(yè)所需要的不同資源——不同類型的生產(chǎn)資料。不同的資源映射了不同需求。成員主體通過完成環(huán)境中的資源獲取滿足感，也為企業(yè)組織獲取利潤。其次，企業(yè)不再被動地由成員加入或退出，而是根據(jù)成員的素質(zhì)主動雇傭或解雇成員。第三，添加了一些合理的變量因素，增加了主體的智能性，主體在行動過程中不再是單一的根據(jù)規(guī)則行動，還可以根據(jù)周圍環(huán)境的變化和自身的狀態(tài)智能地調(diào)整行為的參數(shù)，以適應(yīng)環(huán)境的變化，獲得最大效用。運(yùn)用ABM方法構(gòu)造了企業(yè)組織演化的多主體模型（見圖1）。

圖1 企業(yè)組織演化的多主體模型Fig.1 Muti-agents model of enterprise organization evolution

該模型主要有3個主體：企業(yè)Agent、成員Agent和環(huán)境資源Agent，每個主體模型都包括了基本屬性，行為規(guī)則和規(guī)則解釋器。資源主體代表的是能滿足企業(yè)主體和成員主體需求的各類生產(chǎn)資料，每個資源主體都含有一定的資源含量，成員和企業(yè)都是以獲取最大資源含量的資源主體為目標(biāo)，從而為自己創(chuàng)造最大的利益。企業(yè)主體主要是雇傭勞動力（成員主體）進(jìn)行生產(chǎn)，企業(yè)的收入是通過成員主體的工作努力水平計算得來的。企業(yè)主體根據(jù)成員主體的工作表現(xiàn)決定是否繼續(xù)雇傭成員主體。成員主體在虛擬空間實(shí)體層上尋求滿足需求的合適的資源主體，在現(xiàn)實(shí)中，由于信息的不對稱性和空間活動范圍的有限性，導(dǎo)致成員和企業(yè)都不可能完全了解環(huán)境中的各種信息，因此，采取局域搜索是比較合理的。成員主體通過搜索很快獲取目標(biāo)的位置（即能滿足自己需求的資源主體的位置），迅速向其靠近。在靠近過程中，成員主體會認(rèn)識其他主體，與其發(fā)生聯(lián)系，并且通過與和它有關(guān)聯(lián)的其他成員主體進(jìn)行信息交流，不斷更新目標(biāo)資源，改變自己的移動方向，籍此以得到資源含量最多的資源主體；另外，成員主體還會根據(jù)利益決定是否加入到其他企業(yè)中，其過程如圖2所示。模型還創(chuàng)建了各主體所依存的社會環(huán)境和自然環(huán)境，其中，社會環(huán)境指的是成員主體和企業(yè)主體所有社會關(guān)系的集合；自然環(huán)境指的是所有主體活動需要的空間范圍和自然資源等。

該模型中的主體具有主動性、有限理性、交互性和學(xué)習(xí)能力。首先，成員主體和企業(yè)主體有自己的行動目標(biāo)和行為規(guī)則，他們可以尋找生存所需的資源，對周圍環(huán)境的刺激產(chǎn)生反應(yīng)，并根據(jù)設(shè)定的行為規(guī)則主動完成任務(wù)以獲取最大效益。其次，周圍環(huán)境在不斷變化，成員和企業(yè)主體不可能了解全局情況，常常被限制在特定的空間和社會關(guān)系中，因此，只能獲取有限的信息，不可能掌握全局最優(yōu)的行為策略，只能通過記憶和不斷地學(xué)習(xí)選擇當(dāng)前最優(yōu)行為策略，有限地處理這些信息，并做出行動。第三，各主體間以及主體和環(huán)境之間可以進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交流。同時主體在與環(huán)境和其他主體的交互過程中盡可能地根據(jù)當(dāng)前情況獲取新信息來調(diào)整自己的行動策略，從而做出有利于自身利益的選擇。

2 企業(yè)組織演化的數(shù)學(xué)模型

圖2 企業(yè)組織系統(tǒng)中行為個體的流程圖Fig.2 Flow chart of behavior individual in the enterprise organization system

本文的研究是基于Axtell模型的［24］，在Axtell模型中，企業(yè)利潤的分配方式采用的是平均分配方式，這使得行為個體的收入水平和努力水平相分離，個體效用則是收入與閑暇的函數(shù)。Axtell用收入與閑暇來衡量個體的效用水平，他認(rèn)為個體工作越努力，收入越高，個體效用越高；個體努力程度越低，閑暇越多，效用水平同樣也越高。當(dāng)個體單獨(dú)工作時，收入多少僅取決于自己的努力水平，當(dāng)多個個體組成企業(yè)時，個體的收入不僅取決于自身的努力水平，還要受其他成員的努力水平的影響。因此，個體可以根據(jù)收入—閑暇的偏好和他人的努力水平，調(diào)節(jié)自身努力程度使收入與閑暇達(dá)到一個平衡點(diǎn)，以使自身效用最大化，即是付出最小的努力，得到最多的閑暇，獲取最大的效用。在這種情況下，自然就會出現(xiàn)“免費(fèi)搭乘”的現(xiàn)象，行為個體總能在得到最大效用的同時還能最大限度地享受閑暇，因此，他們的工作積極性不高，這樣就會使企業(yè)的總產(chǎn)出迅速下滑，行為個體得到的收益也不斷下降，最終導(dǎo)致企業(yè)成員逐漸脫離企業(yè)組織。當(dāng)行為個體獨(dú)自成立公司時，收入多少僅取決于自己的努力程度，不存在搭便車傾向，行為個體只會根據(jù)自身的收入和閑暇偏好的大小調(diào)節(jié)其工作的努力程度，以獲得最大的效用。當(dāng)行為個體是企業(yè)組織一員時，收入多少不僅取決于個體的努力程度，而且還受其他員工的努力程度的影響。因此個體需根據(jù)自己收入和閑暇偏好的大小以及他人的努力程度，調(diào)整自己的努力程度，以使自身效用最大化。

企業(yè)組織演化的多主體模型在Axtell模型的基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)：首先，作為衡量個體實(shí)現(xiàn)最大利潤的標(biāo)準(zhǔn)，個體效益不再只是收入與閑暇的函數(shù)，而是增加了個體的理想效益。收入與閑暇函數(shù)僅用來計算行為個體實(shí)際獲取的效益——實(shí)際效益。其次，模型中成員對不同種類的資源有不同的需求偏好和生產(chǎn)能力。成員的收入——閑暇偏好是內(nèi)生的、既定的，它代表對資源主體的總的需求偏好，成員可以根據(jù)效益自我調(diào)整對不同資源的需求偏好和能力。第三，增加了行為個體的工作經(jīng)驗和信任度的設(shè)置，從而限制了“免費(fèi)搭乘”的現(xiàn)象。這意味著每個公司可以解雇或是不雇傭那些低信任度的員工，以免他們提供錯誤的資源信息導(dǎo)致企業(yè)的利益受損。如果一個行為個體為了享受免費(fèi)搭乘而想要加入某個公司，那么這個公司同樣先要考察他的信任度和他的工作經(jīng)驗。如果這個行為個體的信任度低于某個閾值，那么該公司就拒絕雇傭他。反之，如果某個公司的員工發(fā)現(xiàn)他在該公司所得的利潤少于他所知道的其他公司的利潤，他就會申請加入其他公司。如果某個員工的工作經(jīng)驗已經(jīng)達(dá)到閾值，而且他覺得自創(chuàng)公司所得利潤高于在當(dāng)前公司和其他公司的利潤，那么該員工會毅然離開該公司而獨(dú)自開公司。所以每個企業(yè)組織中的員工可以根據(jù)自己的狀態(tài)和所獲得信息以及周圍環(huán)境的信息決定自己的去與留，每個企業(yè)組織也可根據(jù)員工的狀態(tài)和周圍環(huán)境的信息決定員工的去與留。

基于上述思想和Axtell的企業(yè)模型假定，本文定義了企業(yè)組織演化的多主體模型，模型中的多主體賴以生存的環(huán)境是一個由網(wǎng)格構(gòu)成的虛擬空間。網(wǎng)格空間中分布著各種資源主體，成員和企業(yè)主體尋找自己需要的資源，從中獲取效益。隨著成員和企業(yè)的對資源需求程度的改變，環(huán)境中資源主體也在增加或減少；反過來，環(huán)境中資源主體的變化也會影響成員和企業(yè)需求的改變。用一個五元組表示企業(yè)組織的演化系統(tǒng)：

其中，Ω為探測器從外部環(huán)境中所探測到的外部信息，也就是探測到的目標(biāo)信息集。Σ為行為規(guī)則集，主要是定義各主體的行動規(guī)則。A為行動結(jié)果集，具體實(shí)現(xiàn)每個主體所做的具體動作。主體根據(jù)所探測到的信息，從執(zhí)行系統(tǒng)中選擇相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行匹配，執(zhí)行完匹配的行為規(guī)則后產(chǎn)生行為結(jié)果。Π為映射，表示主體的決策集，可以寫為

其中，Pr為主體的內(nèi)部狀態(tài)，也就是屬性集，假設(shè)在任意一個時刻t，主體通過探測器得到的外部信息是ωt，那么Π的作用就是根據(jù)時刻t的外部信息集和主體內(nèi)部的狀態(tài)θt，調(diào)用規(guī)則集中匹配的規(guī)則Σ，決策輸出當(dāng)前時刻的動作αt，并改變內(nèi)部狀態(tài)Prt+1，即：

MAG為多主體集合，主要有成員主體MA、資源主體RA和企業(yè)主體FA。

1）成員主體的屬性定義為

其中，（x，y）為成員主體當(dāng)前所在位置；vis為成員主體的視力范圍，假定他能感知到周圍8個方向的8個單元內(nèi)的信息；dir為成員主體移動的方向，可以隨機(jī)移動或向著目標(biāo)資源的位置移動；emp為成員主體的工作經(jīng)驗，值越高，表示工作能力越強(qiáng)；con為成員主體的信任度；數(shù)組pro和req為成員主體對3種資源的生產(chǎn)能力和需求彈性；θ為成員的工作偏好，也反映了成員對資源的需求度，θ∈［0，1］。e為成員的工作努力水平，是衡量企業(yè)效益的一個因素，這里的努力可以看作是勞動者為了某種目標(biāo)而付出的工作時間或精力，ei∈（0，1）。u為成員主體的個體效益指標(biāo)，衡量成員獲取的效益，如果成員在某個企業(yè)組織中獲得的效益低于成員單獨(dú)成立一個企業(yè)的效益，則該成員主體就會離開當(dāng)前所在企業(yè)。其值是根據(jù)努力水平e計算出來的。firm為成員主體所屬的企業(yè)組織，初始時，每個成員主體假定自成一個組織。colleague描述與成員主體相關(guān)聯(lián)的其他成員，初始時，每個成員間都是相互孤立的，隨著演化的進(jìn)行，成員主體之間逐漸發(fā)生聯(lián)系；Tmax為成員當(dāng)前的目標(biāo)資源，它是成員通過探測周圍環(huán)境和與其他相關(guān)聯(lián)的成員進(jìn)行信息交流而獲知的資源含量最大的資源主體。

2）資源主體的屬性定義為

其中，（x，y）為資源主體當(dāng)前所在位置。Rid為資源主體的標(biāo)識，用于區(qū)分每個需求資源。kind為資源主體的種類標(biāo)識，環(huán)境中有3種資源，分別用1，2，3表示不同種類的資源主體。Age為該資源主體當(dāng)前壽命，也就是存活了多長時間，初始值為0。Rcolor為資源主體的顏色，用于在圖形中區(qū)分需求資源的種類。Labor-Time為資源主體所含的個別勞動時間，初始時刻，每個資源主體的個別勞動時間Nt服從均勻分布U［0，1］。Count為資源主體所含資源的數(shù)量（產(chǎn)量）。每個資源主體在出生時，Count均服從均勻分布U［0，Capacity］，演化過程中，每個資源主體所含數(shù)量不能超過最大容量capacity，這里假定capacity=50。price為單位資源主體所含的價值量，LastValue為資源主體上一時刻的資源含量。Value為資源主體的資源含量。在時刻t，第j個k種資源的資源總含量Valuekj=pricek＊Countkj。

3）企業(yè)主體的屬性定義為：FA=〈Fid，F(xiàn)num，F(xiàn)profit，F(xiàn)mem〉。其中，F(xiàn)id為企業(yè)組織的標(biāo)識；Fnum為企業(yè)組織中成員的總數(shù)，F(xiàn)profit為企業(yè)的效益指標(biāo)；Fmem包含了該企業(yè)組織所有的成員。

生產(chǎn)函數(shù)是研究生產(chǎn)要素的投入與產(chǎn)出之間的相互依存關(guān)系，本研究采用單要素生產(chǎn)函數(shù)，即只考慮員工的努力水平這一種投入要素O=аE+βE2，其中，а≥0，β≥0。為了模擬方便，取а=β=1，企業(yè)總的產(chǎn)出函數(shù)O為員工總的努力水平E的函數(shù)：

假設(shè)每個成員主體對收入和閑暇都具有Cobb-Douglas偏好，行為目的是為了盡量使實(shí)際效益Ui和理想效益Vi一致，通過縮小二者的差值獲取最大的滿足，成員主體的效用函數(shù)可以寫作式（7）。

其中，Vi為成員主體的理想效益函數(shù)，Ui為企業(yè)組織中成員主體i的實(shí)際效益函數(shù)，該效益是在納什均衡條件下根據(jù)柯布道格拉斯偏好函數(shù)計算得到的［25］：

為了使自身實(shí)際效益Ui最大化，成員主體會根據(jù)企業(yè)組織中其他人的努力水平來調(diào)整自己的工作努力水平［25］，因此，通過對式（8）求導(dǎo)可以計算出企業(yè)中成員主體i的最優(yōu)努力水平。即：

成員主體的理想效益函數(shù)Vi則根據(jù)成員自身的能力和對環(huán)境中資源的需求程度定義：

reqi和proi是數(shù)組，reqi為成員主體i對環(huán)境中3種資源的需求程度，也就是偏好程度；reqij為成員主體i對第j種資源的需求程度：reqij∈（0，1），（j=1，2，3）。對資源的偏好就是對工作的偏好，因此：θi=reqi1+reqi2+reqi3。θi的值是在初始時刻分配好的，值不變。proi為成員主體對3種資源的工作能力，即完成這3種資源的生產(chǎn)能力。需求偏好和工作能力的設(shè)計要求每個成員主體根據(jù)當(dāng)前所得的效益值調(diào)節(jié)自身對資源的需求程度和工作能力，力求縮短實(shí)際效益與理想效益的差距，獲得最大滿足感。

3 模型的仿真結(jié)果分析

基于上述思想，本文利用SWARM平臺和JAVA語言實(shí)現(xiàn)模型的仿真，觀察企業(yè)組織中微觀個體的行為和企業(yè)組織的宏觀現(xiàn)象。采用的方案如下：首先在計算機(jī)環(huán)境中產(chǎn)生各種主體，假定成員主體和需求資源主體隨機(jī)分布在一個60×60的正方形虛擬空間內(nèi)；每個需求資源主體隨機(jī)分配初始資源含量代表資源的存在，成員主體的視力設(shè)定為3。初始時，每個成員主體都處于獨(dú)立工作狀態(tài)，自成一個企業(yè)組織，他們?yōu)榱双@取最大效用，尋找資源含量最大的資源主體為自己和企業(yè)主體創(chuàng)造效益。同時，成員主體之間、成員主體和資源主體之間、成員主體和企業(yè)主體之間、企業(yè)主體與資源主體之間按照一定的規(guī)則彼此相互作用，相互影響。隨著時間的變化，企業(yè)組織的各種行為特征就會在演化過程中逐漸涌現(xiàn)出來。

整個企業(yè)組織系統(tǒng)仿真主要由5部分組成：SingleAgent，F(xiàn)irm，Task，VirtualFirmModelSwarm和VirtualFirmObserverSwarm。其中SingleAgent實(shí)現(xiàn)成員主體的屬性和具體的行為，F(xiàn)irm實(shí)現(xiàn)企業(yè)組織的屬性和基本行為，Task是需求資源主體的定義。VirtualFirmModelSwarm實(shí)現(xiàn)行為規(guī)則和行動結(jié)果。設(shè)定資源主體數(shù)量為800，成員主體數(shù)量為50，根據(jù)成員主體的行為規(guī)則知道，成員主體無論是加入企業(yè)組織還是退出企業(yè)組織，都是以追求最大效益為目標(biāo)，因此在仿真過程中，企業(yè)從最開始的彼此獨(dú)立的50個，隨著仿真周期的變化按照線性關(guān)系逐漸遞減，從圖3a看到企業(yè)從最初的50個呈負(fù)指數(shù)函數(shù)逐漸遞減。另外，企業(yè)中的成員也隨著成員主體的行為在不斷變化（其中，把那些失去信任度的成員主體假定死亡，意味著沒有任何組合需要該成員，并且成員自身也沒有自成企業(yè)組織的能力），如圖3b所示，此時仿真周期為119時，成員主體數(shù)量是46，資源主體數(shù)量是249，企業(yè)的數(shù)量為12，從圖中看到很多企業(yè)組織已經(jīng)消亡，只有少數(shù)幾個企業(yè)依然存在，這說明資源的存在加劇了企業(yè)的競爭，導(dǎo)致企業(yè)數(shù)目迅速遞減，圖3c具體給出了各企業(yè)組織規(guī)模的變化情況，有些企業(yè)組織隨著人員的增加，逐漸成長、繁榮，有些企業(yè)組織則隨著成員的退出逐漸衰落，甚至消失。企業(yè)規(guī)模的變化受成員主體的決策的影響，而成員主體的決策又受企業(yè)利益的影響，二者是相互影響的，圖3d顯示的就是各個企業(yè)組織的收益變化情況：首先隨著企業(yè)組織規(guī)模的增大，企業(yè)的整體利益也在增大，此時企業(yè)的整體利益與成員人數(shù)成正比，企業(yè)的規(guī)模越大越好，體現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。而當(dāng)企業(yè)組織發(fā)展到一定規(guī)模（人數(shù)）后，整體利益又隨著人數(shù)的繼續(xù)增加反而停滯或減少，也就是規(guī)模不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。這說明這個規(guī)模是該組織的最佳規(guī)模，當(dāng)超過最佳規(guī)模后，規(guī)模的擴(kuò)大就會直接影響組織的利益和組織中個體的利益，如果要想組織的整體利益不隨著規(guī)模的擴(kuò)大而縮減，就必須調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)（這里，實(shí)驗還暫時沒有添加這些內(nèi)部因素）。當(dāng)出現(xiàn)規(guī)模不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象后，成員主體自身的利益也會逐漸減少，為此成員就會重新選擇新的企業(yè)，最終導(dǎo)致企業(yè)規(guī)模的縮減。

圖3 企業(yè)組織生長演化過程圖Fig.3 Growth and evolution process of enterprise organizations

圖3a～d驗證了企業(yè)組織系統(tǒng)本身就是一個類似于自然生態(tài)系統(tǒng)的類生命體系統(tǒng)，同樣會經(jīng)歷形成、成長、成熟和衰退的過程［26］。另外也說明企業(yè)組織中成員主體的數(shù)量和質(zhì)量在各階段都不相同，數(shù)量的變化是由少到多，然后穩(wěn)定，當(dāng)企業(yè)衰退時，又由多變少。成員的質(zhì)量則在企業(yè)組織的發(fā)展過程中逐步提高，直至企業(yè)衰退。每個企業(yè)組織在各階段發(fā)展經(jīng)歷的時間長短不一樣，也就是說其生命周期是不相同的，其長短主要取決于企業(yè)的收入和周圍的環(huán)境，有的企業(yè)組織規(guī)模增大，發(fā)展也趨于穩(wěn)定、成員的質(zhì)量也比較高，而有的企業(yè)在短短的時間內(nèi)就經(jīng)歷了形成、發(fā)展和死亡，規(guī)模變化驟升驟降。

需求資源的加入使企業(yè)組織演化理論的發(fā)展超越了隨機(jī)演化來探索企業(yè)的多樣化和選擇的解釋，也進(jìn)一步促進(jìn)了資源理論［27］。由于需求資源的存在，導(dǎo)致主體之間和企業(yè)組織之間的競爭比較激烈，企業(yè)組織系統(tǒng)的變化也比較快，競爭力越強(qiáng)的，得到的資源越多，主體得到的利潤越大，企業(yè)組織也就發(fā)展越快；競爭力弱的企業(yè)組織收入則會越來越小，規(guī)模也越來越小。當(dāng)需求資源全部被消滅后，企業(yè)組織的規(guī)模及收入的變化逐漸趨于緩和，波動減小，趨向于飽和狀態(tài)，如圖4a和b所示，成員主體獲取的效益也趨于穩(wěn)定，理想效益與實(shí)際效益的差距逐漸減小，如圖4c和d所示（此時仿真周期為897，成員主體的數(shù)量為39，企業(yè)組織數(shù)量為2）。

圖4 需求資源消滅后的企業(yè)組織生長演化過程圖Fig.4 Growth and evolution process of enterprise organizations when resources were eliminated completely

仿真結(jié)果表明企業(yè)組織系統(tǒng)是一個動態(tài)演化的過程，無論是行為個體還是企業(yè)組織系統(tǒng)都表現(xiàn)出很強(qiáng)的自我學(xué)習(xí)、自我適應(yīng)和自組織等特征，這些特征增強(qiáng)了企業(yè)組織適應(yīng)環(huán)境的能力。從CAS角度來看，企業(yè)組織演化的多主體模型驗證了微觀個體對企業(yè)組織宏觀現(xiàn)象的影響，正是微觀層次上的行為個體之間的協(xié)作和競爭共同決定了宏觀層次上的企業(yè)組織演化的多樣性。企業(yè)組織規(guī)模和利益的變化受行為個體決策的影響，行為個體的決策也受企業(yè)組織整體利益的制約，二者相互促進(jìn)和相互制約。從經(jīng)濟(jì)角度來看，企業(yè)組織演化的多主體模型的仿真說明企業(yè)組織要想適應(yīng)生存和發(fā)展，必須充分發(fā)揮企業(yè)成員的主動性和能動性，創(chuàng)造機(jī)會使個體的適應(yīng)性行為最終涌現(xiàn)為企業(yè)組織的適應(yīng)能力，這樣企業(yè)組織才能提高競爭力，才能在日趨激烈的競爭環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

本文在組織行為學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上，把企業(yè)組織系統(tǒng)當(dāng)作一個復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行研究，從CAS的角度對企業(yè)組織系統(tǒng)的復(fù)雜適應(yīng)特性進(jìn)行分析，并對企業(yè)所需資源進(jìn)行分類，運(yùn)用基于主體的建模與仿真方法，提出了企業(yè)組織演化的多主體模型，模擬在動態(tài)環(huán)境下企業(yè)組織的形成、生長和發(fā)展等過程，初步探討了行為個體和需求資源之間、行為個體和企業(yè)組織之間的運(yùn)行機(jī)制以及行為個體之間的交互行為等復(fù)雜適應(yīng)性行為，分析了行為個體、企業(yè)組織和需求資源之間的相互聯(lián)系和相互作用。實(shí)驗結(jié)果表明：

1）企業(yè)中成員選擇的努力水平是理性的，為使自身效用最大化，成員選擇合適的努力水平，同時調(diào)整對各種需求資源的生產(chǎn)能力和需求彈性，以保證理想與現(xiàn)實(shí)不會相差太遠(yuǎn)。

2）需求資源是行為個體做出行為選擇的動力，也是促使企業(yè)組織發(fā)展的根源。需求資源的存在和數(shù)量直接影響了行為個體之間的協(xié)作和競爭，進(jìn)而影響了企業(yè)組織的發(fā)展。

3）企業(yè)要想生存和發(fā)展，就必須進(jìn)行擴(kuò)張，取得規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，但企業(yè)并不是越大越有效益，企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張是存在極限的，超過這個極限，就會導(dǎo)致企業(yè)效益的下降。可見，企業(yè)的規(guī)模擴(kuò)張是規(guī)模經(jīng)濟(jì)的結(jié)果和表現(xiàn)。

這一研究有助于深入認(rèn)識企業(yè)組織的本質(zhì)及其發(fā)展規(guī)律，進(jìn)一步探索企業(yè)的多樣化發(fā)展，更有利于企業(yè)組織的管理層了解和管理自己的員工，對其行為做出準(zhǔn)確的判斷，并加以管理，對提高企業(yè)組織的適應(yīng)性和競爭力有指導(dǎo)意義。

未來的研究工作是在該模型的基礎(chǔ)上運(yùn)用遺傳算法實(shí)現(xiàn)需求資源的進(jìn)化，深入探索企業(yè)成員在需求資源不斷更新的情況下如何主動適應(yīng)新環(huán)境的改變，如何搜索滿意的行為規(guī)則，企業(yè)組織的利益和規(guī)模又會產(chǎn)生怎樣的變化。

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Multi-Agent Modeling and Simulation of Enterprise Organization Evolution

SHI Zhen-tao1，2，ZENG Jian-chao2
（1.College of Electrical and Information Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2.Complex System and Computational Intelligence Laboratory，Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan 030024，China）

In order to explore how the macro enterprise organization evolution process emerged from the non-linear interaction of enterprise members and demand resources，with complex adaptive system theory，this paper analyzed the complex adaptive characteristics of enterprise organization growth evolution，regarded the individual behavior as key point，and established multiagent model of enterprise organization evolution by applying multi-agent-based modeling.Then，the enterprise organization growth evolution model was simulated on SWARM platform，which showed the interaction and influence of the behavior individual，enterprise and environmental.The simulation results show that it is the initiative and adaptability of the micro individual that lead to the enterprise organization complex behaviors such as the formation，the prosperity and the decline and so on，it also further demonstrate that the application of the agent-based modeling in enterprise organization system has guidance function with real significance for improving the adaptability and competitiveness of the enterprise organization.

complex adaptive system theory；enterprise organization evolution；multi-agent-based modeling；behavior individual

N941.4

A

1672-3813（2013）02-0020-10

2012-09-02

國家青年科學(xué)基金（61003053）；山西省自然科學(xué)基金（2011011012-1）

時振濤（1974-），女，山西省原平人，博士研究生，講師，主要研究方向為復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

（責(zé)任編輯 李進(jìn)）